Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности водопотребления и орошения смешанных посевов многолетних трав на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Особенности водопотребления и орошения смешанных посевов многолетних трав на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья"

РГБ ОД

На правах рукописи

БАХТЫГАЛИЕВ Ергалн Салуатоннч

ОСОБЕННОСТИ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ОРОШЕНИЯ СМЕШАННЫХ ПОСЕВОВ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ НА СВЕТЛО - КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ ВОЛГО-ДОНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

Специальность 06.01.02 - сельскохозяйственная мелиорация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Волгоград 1998

Диссертационная работа выполнена во Всероссийском научно -исследовательском институте орошаемого земледелия Российской аха-демии сельскохозяйственных наук.

Научные руководителя - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик Российской академии сельскохозяйственных наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации И. П. Кружилнн, доктор сельскохозяйственных наук Т. Н. Дронова.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, академик РАСХН, заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации М. С. Григоров, кандидат сельскохозяйственных наук В. Г. Горбунков.

I

Ведущее предприятие - Ннжне - Волжский научно - исследовательский институт сельского хозяйства.

iS Защита состоится "22 " С.е-*С#7Л&А-l. 1998 г.

в iL час. на заседания диссертационного совета Д 120.56.01. ори Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии, ауд. 242.

Адрес академии: 400041, Волгоград, ул. Институтская, 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградской сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан "21 " ccß т.у С. тс>/ 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Литвинов Е. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В агроклиматических условиях Нижнего 1оволжья большую роль в решении проблемы производства высококаче-твенных кормов играют многолетние бобовые и мятликовые травы. Оп->еделяется это высоким потенциалом их продуктивности, многоукосно-тью, высокими кормовыми и агротехническими достоинствами и долго-:етием.

Выращивание смесей из бобовых и мятликовых трав наиболее юлно отвечает требованиям производства сбалансированных по белку и ачественному составу кормов. Подбор и оценка видов, разработка опти-[альных сочетаний условий водного и пищевого режимов почвы как со-тавных частей технологий, обеспечивающих с учетом динамики водопо-ребления получение запланированных урожаев экологически безопасной родукции имеет важное значение не только для кормопроизводства, но и ля орошаемого земледелия региона.

Цель и задачи. Цель исследований сводилась к разработке эле-ентов технологии выращивания на орошаемых землях многолетних трав смешанных агрофитоценозах, способствующих получение запланиро-анных урожаев при рациональном использовании материальных, трудо-ых и энергетических ресурсов для получения высокобелковых и качест-енных кормов.

Программой исследований предусматривалось решение следую-[их задач:

выявить особенности формирования урожая многолетних трав в вешанных посевах, определить сочетание регулируемых факторов, обес-гчивающих наиболее полное использование агроклиматических ресурсов шы, высокую продуктивность многолетних смешанных посевов, энерге-{ческую и экономическую эффективность их выращивания;

обосновать сочетание условий водного и пищевого режимов поч-.1, возрастных особенностей смешанных агрофитоценозов, способст-оощих получению запланированных урожаев на уровне 60 - 80 т/га зе-:ной массы;

усовершенствовать видовой состав травосмесей, соотношение и смещение бобовых и мятликовых компонентов при многоукосном пользовании травостоя;

изучить динамику суммарного и среднесуточного водопотребле-1я, изменения химического и аминокислотного состава многолетних ав в смесях в зависимости от изучаемых приемов;

определить показатели энергетической и экономической эф-

фективности технологии выращивания запланированных урожаев и получение экологически безопасной продукции многолетних бобово - мятли-ковых травосмесей при орошении на светло - каштановых почвах Волго -Донского междуречья.

Научная новизна исследований. Впервые в условиях Волго -Донского междуречья определены особенности водопотребления многолетних бобово - мятликовых смесей в зависимости от видового состава, соотношения и размещения компонентов, возраста травостоев при получении заданных уровней урожайности;

даны оптимальные соотношения бобовых и мятликовых трав в двух-, трех-, четырехкомпонентных смесях, определяющих не только величину урожая, но и качество получаемого корма;

в качестве второго бобового компонента рекомендован клевер луговой, повышающий продуктивное долголетие и питательность смесей;

предложен способ размещения семян бобовых и мятликовых компонентов в индивидуальные параллельно - чередующиеся рядки и техническое средство для его осуществления.

Практическая значимость исследований заключается в разработке элементов и усовершенствовании водосберегающей технологии возделывания бобовых и мятликовых трав в смешанных посевах при многоукосном использовании на орошаемых землях.

Даны рекомендации, позволяющие хозяйствам различного ресурсного обеспечения выходить на заданные уровни урожайности травосмесей для получения энергетически насыщенных кормов с зоотехнически обоснованным содержанием основных элементов питания.

Реализация результатов исследований. Внедрение научных разработок в 1994 - 1997 гг. на орошаемых землях хозяйств Городищенско-го, Николаевского, Иловлинского, Подтелковского районов Волгоградской области позволило повысить продуктивность многолетних трав в смешанных посевах на 1,0 - 1,2 т/га кормовых единиц.

Апробация работы . Основные положения_диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на научных конференциях Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии " (1994 - 1998 гг.), конференциях молодых ученых (1994 - 1998 гг.), на российских семинарах по эффективному использованию орошаемых земель (1995 - 1997 гг.).

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 166

границах машинописного текста и содержит введение, 6 глав, выводы и федложения производству, 13 рисунков, 33 таблицы в тексте и 20 в при-шжениях. Список использованной литературы включает 188 наименова-шй, в том числе 10 иностранных авторов.

Объекты и методы исследований. Экспериментальные исследо-(ания проводились в 1991 - 1997 гг. на светло - каштановых почвах Вол-о - Донского междуречья в ОПХ «Орошаемое» ВНИИОЗ, Городищен-кого района Волгоградской области в специализированном семипольном :ормовом севообороте, где три поля занимали посевы многолетних трав.

Почвы опытного учаска светло — каштановые, тяжелосуглинистые. Содержание гумуса изменяется в пределах 1,52 - 1,70%, подвижного юсфора - 2,1 - 2,6 мг, обменного калия - 22,2 - 29,0 мг на 100 г почвы. 1аименьшая влагоемкостъ в активном слое (0,6 м) составляет 22,2%, лотность почвы - 1,34 м3/т.

По степени увлажнения вегетационного периода рассматриваемые оды характеризовались следующим образом: 1991, 1994, 1995 - сухие и реднесухие, 1996 — средний и 1992,1993 гг.- влажные.

Полевые опыты закладывались в соответствии с требованиями ме-одики полевого опыта Б. А. Доспехова (1985), методических указаний НИИ кормов имени В. Р. Вильямса (1987, 1996), методических указаний о программированию урожаев на орошаемых землях Поволжья (1984), етодики полевого опыта в условиях орошения (ВНИИОЗ, 1983).

Трехфакторные опыты по определению динамики суммарного и реднесуточного водопотребления, основных параметров получения запанированных урожаев многолетних бобово - мятликовых травосмесей а уровне 60 т/га в первый и третий годы, 80 т/га зеленой массы во вто-ой год пользования включали 12 вариантов по видовому составу (фак-

эр А):

Двухкомпонентные смеси

1. Люцерна с кострецом безостым

2. Люцерна с ежой сборной

3. Люцерна с овсяницей луговой

Трехкомпонентные смеси

4. Люцерна с клевером луговым и кострецом

5. Люцерна с клевером и ежой сборной

6. Люцерна с клевером и овсяницей луговой

7. Люцерна с кострецом и ежой

8. Люцерна с кострецом и овсяницей ,

9. Люцерна с ежой и овсяницей

Четырехкомпонентные

10. Люцерна с клевером, кострецом и ежой

11. Люцерна с клевером, кострецом и овсяницей

12. Люцерна с клевером, ежой и овсяницей

По фактору В в смесях изучались три варианта соотношения норм посева бобовых и мятликовых компонентов соответственно 45 + 70%, 60 + 55% и 75 + 40% нормы одновидового посева; по фактору С - два варианта размещения компонентов смесей - посев семян всех трав в один и каждой из них - в индивидуальный рядок. Посев проводили в первой декаде августа. Полную дозу фосфорных и калийных удобрений в запас на три года вносили под вспашку, азотные — дробно под каждый укос с учетом распределения доли урожая по укосам.

Поливы осуществляли дождевальной машиной ДДА - 100МА, влажность активного слоя почвы 0,6 м поддерживалась не ниже 70 - 75% НВ расчетной поливной нормой 650 м3/га. Уборку на зеленый корм проводили в фазу цветения бобовых и колошения мятликовых трав.

Для всесторонней оценки результатов на всех вариантах опытов проводили фенологические наблюдения, учет густоты стояния и изрежи-вания растений, определяли динамику влажности почвы, суммарное и среднесуточное водопотребление по укосам, коэффициент водопотребле-ния смесей, накопление корневой массы, ботанический, химический и аминокислотный состав, питательную ценность трав. Вели поделяночный учет урожая, рассчитывали энергетическую и экономическую эффективность технологии программированного выращивания многолетних трав в смешанных посевах. Математическая обработка урожайных данных проведена методом дисперсионного анализа на ЭВМ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Особенности формирования смешанных посевов многолетних трав

Побегообразование и динамика плотности травостоев бобово — мятликовых смесей. Динамика плотности смешанных травостоев с возрастом бобовых и мятликовых трав имела свои особенности. Бобовые

4

бенности. Бобовые максимально высокое число побегов (658 - 809 шх./м2) образовывали весной первого года с последовательным уменьшением к концу вегетации третьего года пользования (235 -463 шт./м2). Наиболее интенсивное снижение густоты стеблестоя отмечено в 3-х компонентных смесях из люцерны и двух мятликовых - в 2,6 - 2,7 против 1,9 - 2,1 раза по другим смесям.

Интенсивность побегообразования мятликовых, наоборот несколько увеличивалось с возрастом, достигая максимума к осени второго года пользования - 1437 - 1913 шт./м*.

Лучшие условия для создания продуктивной плотности травостоя складывались в 4-х компонентных смесях из люцерны, клевера, овсяницы, ежи и костреца при посеве их в индивидуальные параллельно чередующиеся ряды. Б таких агрофитоценозах интенсивность побегообразования бобовых с возрастом снижалась менее заметно и была на 17,7 - 20,0% выше, чем в 2-х компонентных смесях люцерны с одним мятликовым и на 38,7 - 42,0% выше, чем в 3-х компонентных смесях из люцерны и двух мятликовых трав.

При этом более стабильные соотношения в травостое мятликовых и бобовых трав отмечены именно в 4-х компонентных смесях: в первый год - 1,7 - 1,8 : 1, на посевах второго года - 2,0 -2,1 : 1, третьего 2,5 - 2,6 : 1. В то же время в 2-х компонентных смесях люцерны с одним из изучаемых мятликовых шло более резкое увеличение этого соотношения: 3,0 - 3,2 побега мятликовых к одному бобовому, в 3-х компонентных смесях люцерны с двумя мятлнкоаыми соответственно - 5,0 - 5,2 : 1. Преобладание мятликовых в травостоях этих смесей приводило в дальнейшем к снижению качества корма, большему содержанию нитратов, меньшему накоплению органики и питательных веществ в почве.

Урожайность бобово - мятликовых смесей в зависимости от видового состава, соотношения и размещения компонентов. Несмотря на существенные различия погодных условий вегетации 1992 - 1996 гг. смешанные посевы многолетних бобовых и мятликовых трав в наших опытах формировали три полноценных укоса.

На образование первого укоса е среднем затрачивалось 66 дней, сумма п о лож-и тельных температур составила 950°С, второго и третьего - 40 и 47 дней при сумме температур 890 ± 15°С. Анализ распределения фактической урожайности смесей по укосам свидетельствует о том, что 44 - 46% годового урожая приходится на первый, 33 - 34 - на второй и 20 -23% на третий укос.

При оптимизации условий водного и пищевого режимов поч-

вы максимальным накоплением биомассы 71,3 - 89,9 т/га во всех вариантах смесей отличались посевы второго года жизни (табл. 1, 2).

Таблица 1.

Динамика изменения урожайности бобово - мятликовых травосмесей в зависимости от возраста травостоев, т/га зеленой массы. Среднее за 1992 - 1996 гг.

Видовой состав травосмесей Обычный посев Черезрядный посев

Годы пользования

1 2 3 4 1 2 3 4

1бобоеый-Н мятликовый 63,7 78,8 57,4 44,2 68,2 04,8 61,6 46,8

2бо6овых+1 мятликовый 65,б 32,7 59,3 45,8 69,5 86,2 63,7 49,4

1бобовьш+2 мятликовых 55,1 71,3 49,7 36,4 60,6 75,4 53,9 39,8

2бобовых+2 мятликовых 67,2 85,0 60,1 47,8 69,9 89,9 64,9 50,6

Бобовые 64,9 74,9 53,9 39,5 66,5 78,6 56,8 42,0

Мятликовые 52,3 68,0 43,6 29,2 58,6 72,3 46,7 31,5

Урожайность травосмесей первого и третьего годов пользования составляла 75 - 80% второго года или 55,1 - 69,9 т/га зеленой массы. Введение в дополнение к люцерне второго бобового компонента - клевера лугового повышало урожайность смесей на 1,9 -4,9%.

При размещении бобовых и мятликовых трав в индивидуальные параллельно - чередующиеся рядки создавались лучшие условия для жизни растений, благодаря чему во все годы пользования травостоем формировалась урожайность наиболее близкая к запланированной и на 5 - 10% превышающая обычные посевы.

Соотношение бобовых и мятликовых компонентов в смесях оказывало заметное влияние на изменение продуктивности травостоев. По всем изучаемым смесям повышение доли бобовых с 45 до 60% сопровождалось достоверным увеличением урожайности. Дальнейшее повышение доли бобовых до 75% и снижение мятликовых до 40% по всем изучаемым смесям в первый год давало математически недоказуемую прибавку урожая, а на посевах второго и третьего годов приводило к снижению урожая и его качества (табл. 2).

Таблица 2

Урожайность бобово - иятликовых травосмесей второго года пользования, 1992 - 1996 гг.

Видовой состав смесей Соотношение бобовых и мятлико-вых компонентов, %

40+70 60+55 70+40 Средняя

Обычный посев

Люцерна с овсяницей 80,4 84,9 79,7 81,6

Люцерна с клевером и овсяницей 81,8 85,1 79,9 84,0

Люцерна с ежой и овсяницей 68,9 76,0 73,9 72,9

Люцерна с клевером, ежой и овсяницей 83,3 89,7 87,1 86,7

Через рядный посев

Люцерна с овсяницей 86,1 89 Д 85,3 86,8

Люцерна с клевером и овсяницей 87,3 92,0 87,3 88,8

Люцерна с ежой и овсяницей 76,6 79,6 74,7 76,9

Люцерна с клевером, ежой и овсяницей 89,7 96,1 90,6 92,1

НСРо5А - 2,3 - 4,2, В -3,0 -5,0, С - 2,0 - 2,6

Изучаемые смеси разных лет пользования по продуктивности можно ранжировать следующим образом; 3-х компонентные - из люцерны и двух мятяпковых - 36,4 - 75,4 т/га зеленой массы, 2-х компонентные нз люцерны и одного мятликового - 44,2 - 84,3, 3-х компонентные - из люцерны, клевера и одного мятликового - 45,8 -86,2, 4-х компонентные смеси из люцерны, клевера и двух мяхлико-вых - 47,8 - 89,9 т/га зеленой массы.

Ботаническая характеристика и состав травосмесей . Сохранение продуктивности смешанных посевов из многолетних трав и получение кормов высокого качества возможно лишь при достаточно большой к длительной присутствии в травостоях наиболее ценных п урожайных видов.

Самое высокое участие бобовых в созданных агрофитоцено-зах от 28,4 до 72,5% по всем вариантам смесей, отмечалось на посевах первого года пользования. Б травостоях второго года пользования доля бобовых уменьшалось до 20,2 - 67,5, третьего - до 12,1 -50,2%. При этом ботанический состав смесей, в которые входили два

бобовых компонента, во все годы пользования травостоями характеризовался большей долей бобовых: на 1,6 - 8,0% выше в сравнении со смесями из одного бобового и одного мятликового, на 9,4 - 32,7% выше, чем в смесях из одного бобового и двух мятликовых компонентов.

Режим орошения и суммарное недопотребление бобов© — мятлшсовых смесей

Динамика влажности почвы и режим орошения травосмесей. Одним из важнейших факторов, непосредственно влияющих на величину и качество урожая многолетних трав является водный режим почвы (Ю. Ф. Миронов, 1991; М. С. Григоров, 1993; И. П. Кружилпн, 1997).

Для поддержания в активном слое заданного предполивного порога влажности почвы 70 - 75% НБ в слое 0,6 м посевы смесей в 1992 и 1993 гг. поливали 4- 5, в 1994 - 7, 1995 - 1996 гг. - 6 раз. Оросительные нормы изменялись соответственно от 2600 - 3250 до 3900 - 4550 м3/га.

В 1992 и 1993 гг. при довольно высокой естественной влаго-обеспеченности (370 и 420 мм) поливной режим на посевах складывался из одного полива под первый и одного - двух поливов под второй и третий укосы. Для поддержания заданного порога увлажнения в условиях вегетации 1994, 1995 и 1996 годов, когда количество осадков изменялось от 75 до 230 мм под первый укос было проведено по два, под второй и третий укосы по два - три полива.

Заданный предполивной порог влажности почвы в активном слое в течение всех лет исследований поддерживался с достаточной точностью. Отклонение от установленного схемой опытов нижнего предела не превышали 2 - 2,5% НВ.

Особенности суммарного водопотребления бобово — митлико-вьп травосмесей. Исследованиями установлена характерная для многолетних трав изменчивость суммарного водопотребления по годам жизни. Наиболее высоким оно складывалось на самых продуктивных посевах травосмесей второго года пользования и составило в среднем по годам исследований 6,8 против 5,1 - 5,8 тыс. м3/га в первый, третий и четвертый годы пользования (табл. 3).

Таблица 3.

Суммарное водопотребление бобово - мятликовых смесей по укосам и за вегетацию. м3/га.

Годы пользования травостоем Укосы За вегетацию

первый второй третий

Первый, 1992 - 1994 гг. 2160 1845 1665 5670

Второй, 1993 - 1995 гг. 2.759 2235 1874 6868

Третий,1994 - 1996 гг. 2663 1886 1298 5847

Четвертый, 1995 гг. 2120 1837 1183 5140

Особенно рельефно изменения в водопотребленки посевов разного возраста прослеживаются в засушливом 1994 г. Бобово -мятликовые смеси первого года на формирование урожая использовали 861 м3 почвенной влаги, 524 - осадков и 4550 м3/га оросительной воды. Суммарное водопотребление травостоев второго года составило 6949 и третьего года пользования ~ 5520 м3/га (табл. 4).

Таблица 4.

Суммарное водопотребление посевов бобово - мятликовых смесей по годам пользования, 1994 г.

Годы Водный баланс, ма/га

пользования Запасы Осадки Оросительная Суммарное

почвенной норма водопо-

влаги требление

Первый 861 524 4550 5935

Второй 1875 524 4550 6949

Третий 1746 52-4 3250 5520

В структуре суммарного водопотребления доля оросительной воды составила на посевах первого года пользования в среднем -61,3, второго - 59,9, третьего - 60,1, четвертого - 52,5%; доля осадков на посевах всех лет пользования изменялась от 13,2 до 26,7%.

Наибольший расход влаги посевами всех лет пользования отмечен в первом наиболее урожайном укосе. На его долю в суммарном водопо1реблешш за вегетации приходилось 40 - 45%, с последующим снижением во втором и третьем укосе соответственно до 30 - 32 и 22-28%.

На посевах первого, второго, третьего н четвертого годов

пользования травосмесей максимальный среднесуточный расход годы отмечен во втором укосе - 46 - 56 м^/га в сутки. Это связано с тем, что формирование урожая во тором укосе (июнь - июль) происходило пх>и напряженных гидротермических условиях: максимальных среднесуточных температурах, дефиците влажности воздуха, незначительном выпадении естественных осадков.

К концу вегетационного периода во время формирования третьего укоса (август - сентябрь), среднесуточное водопотребление травостоев смесей снижалось и на посевах первого и третьего годов составляло 34 - 35, второго - 40 м3/га.

Коэффициент недопотребления бобово — мятликовых смесей по укосам и годам пользования. В наших опытах наиболее эффективно влагу использовали посевы смесей второго года пользования, коэффициент водопотребления на них изменялся от 78 - 99 при обычном посеве до 76 - 93 м3/т при черезрядком размещении компонентов (табл. 5).

Таблица 5

Коэффициент водопотребления бобово - мятликовых смесей по годам пользования, м7т, 1992 - 1996 гг.

Состав компонентов смесей Первый 1 Второй Третий | Среднее

Обычный посев

1бобовый+1 мятликовый 88 84 88 86

26о6овых+1мятликоеый 86 80 85 84

1бобовьш+2иягянковых 103 93 102 99

2бобовых+2мятликовых 84 78 84 82

Люцерна + клевер 88 91 99 93

Кострец +ежа +овсяница 108 99 117 108

Черезрядный посев

I бобовый-*-1МЯТЛИК0БЫЦ 83 76 83 81

2бобовых-Имятликовый 82 78 78 79

'1бобовый+2мятликовых 93 93 94 93

26о6овых+2мятлккоеых 79 78 78 78

Люцерна + клевер 85 85 94 88

Кострец +ежа +овсяница 97 92 110 100

Посевы первого и третьего годов пользования на формирование 1 тонны зеленой массы затрачивали от 84 до 117м3 при обычном и от 78 до 110 м3- при черезрядном посеве.

По 4-х компонентным смесям, включающим люцерну, клевер, кострец, ежу и овсяницу в различных сочетаниях, на посевах всех лет пользования отмечена тенденция по более эффективному использованию влаги. На этом варианте коэффициент недопотребления составлял в среднем 82 - на обычнодг, 78 м3/т - черезрядном посеве.

Формирование корневой массы. Исследованиями П. П. Бегу-чева (1975), В. Г. Горбуякова (1979), И. В. Ларина (1991), Т. Н. Дро-новой (1995), установлено, что выращивание многолетних бобовых трав в смешанных посевах с мятликовыми при орошении не только повышает продуктивность надземной массы, но и увеличивает корневую массу. В наших опытах на посевах первого года пользования запас корней в полуметровом слое почвы изменялся от 5,6 до 8,4, второго - от 9,1 до 13,2 и на посевах третьего года - от 10,6 до 13,7 т/га. Смеси из одних бобовых и одних мятликовых трав к концу третьего года пользования травостоем оставляли после себя от 8,8 до 11,2 т/га сухих корней.

В смешанных посевах по всем годам пользования травостоем четырехкомпонентные смеси, состоящие из двух бобовых и двух мятликовых трав имели явное преимущество перед другими вариантами. Так, смесь люцерны с клевером, ежой и овсяницей в первый год пользования оставила после себя 7,2 - 9,0 т сухих корней, во второй - 11,5 - 13,2, в третий - 13,1 - 13,7 т/га. Если сравнивать эти показатели со смесью, состоящей из люцерны и овсяницы, то преимущество выражается в первый год в 1,53 -2,23, во второй - 2,36 -2,47 и в третий год 0,62 - 2,91 т/га сухих корней. Аналогичный ряд получен и в сравнении со смесью люцервы с клевером к овсяницей и люцерны с ежой и овсяницей (табл. 6).

Посев семян каждого вида трав в отдельный рядок оказывал положительное влияние на развитие корневой системы и на всех вариантах обеспечивал прибавку массы корней: 0,73 - 1,43 в первый, 1,36 - 2,10 - во второй а 0,55 - 1,57 т/га в третий год пользования.

В результате наших исследований по оценке величины накопления основных элементов питания в почве при оптимизации условий водного и пищевого режимов на посевах бобово - мятликовых смесей выявилось, что лучшими являются смеси, состоящие из двух бобовых и двух мятликовых компонентов, они способны оставлять после себя практически такое же количество азота, как и бобовые травы. В среднем накопление его на посевах люцерны с клевером изменялось от 160 до 166 кг, а после 4-х компонентных смесей от 115 до 162 кг, в юм числе по смеси люцерны с клевером, ежой и

овсяницей - от 170 до 178 кг/га.

Минимальное количество азота поступило в почву вместе с корнями смесей, состоящих из одного бобового и двух мятликовых компонентов 116 - 132 кг. Посевы одних мятликовых трав оставляли после себя лишь 88 - 98 кг/га азота. Корневые остатки 4-х компонентных смесей богаты фосфором - 70 - 74 и калием - 140 - 146 кг/г а.

Таблица 6

Накопление корневой массы и элементов питания бобово -мятликовыми смесями третьего года пользования в слое почвы 0,50 м (1994 - 1996 гг.)

Смеси Сухих корней, т/га Питательных веществ, кг/га

Азот Фосфор Калнй

Обычный посев

Люцерна с овсяницей 10,2 112 50 98

Люцерна с клевером и овсяницей 11,5 148 63 114

Люцерна с ежой и овсяницей 12,0 11.6 51 128

Люцерна с клевером, ежой и овсяницей 13,1 170 70 140

Люцерна с клевером 3,8 160 49 86

Кострец с ежой и овсяницей 11,1 88 41 112

Черезрядный посев

Люцерна с овсяанцей ид 144 64 127

Люцерна с клевером и овсяницей 13,3 171 73 133

Люцерна с ежой и овсяницей 13,6 132 58 145

Люцерна с клевером, ежой и овсяницей 13,7 178 74 146

Люцерна с клевером 9,1 166 51 89

Кострец с ежой и овсяницей 11,3 98 45 125

С последовательным увеличением накопления корневой массы травосмесей увеличивалось количество водопрочных агрегатов как в. пахотном, так и подпахотном слоях почвы. Увеличение коли-

чества агрономически ценных частиц после трехлетнего выращивания смесей изменялось от 16,1 до 22, 8%.

Оценка кормовых достоинств бобово - мятликовых смесей при интенсивном использовании

Химический состав и содержание основных питательных веществ в биомассе смесей. Для оценки изучаемых смесей по питательности корма в наших опытах проводились анализы химического состава растении по укосам на посевах второго года пользования. Содержание сухого вещества в биомассе смесей изменялось в зависимости от видового состава компонентов и укосов. При соблюдении оптимальной влажности почвы (70 - 75% НВ), более высокими показателями по всем укосам характеризовались смеси, состоящие из одного бобового и двух мятликовых компонентов - 25,5%, однови-довые посевы мятликовых содержали - 24,8, а смеси одних бобовых - 22,9% сухого вещества в среднем за 3 укоса. По всем вариантам отмечено последовательное снижение содержания сухого вещества от первого укоса к последнему.

Соотношения бобовых и мятликовых компонентов окалывали значительное влияние на содержание протеина в смесях. Так, увеличение нормы высева с 45 до 60 - 75% приводило к повышению содержания протеина в 2-х компонентных смесях на 1,68 - 1,72, в 3-х компонентных - на 0,63 - 2,42 и в 4-х компонентных смесях - на 1,70 -2,58%. При этом содержание протеина а клетчатки в растениях находилось в обратной зависимости: с повышением количества протеина снижалось содержание клетчатки и наоборот.

Самое высокое содержание протеина отмечено по всем укосам, в смесях, в состав которых входит два бобовых и один - два мятликовых компонента. В таких смесях количество протеина изменялось от 12,75 - 13,50 в первом до 17,32 - 17,71% в третьем укосе, минимальным же этот показатель был в одновидовых посевах мятликовых и в смесях из одного бобового и двух мятликовых компонентов - 8,45 - 9,82 и 10,57 - 14,8% (табл. 7).

Динамика изменения содержания клетчатки определяется снижением от первого укоса к третьему по всем варианта»!, минимальное ее количество - 20,83 -'21,14% содержалось в биомассе смесей с двумя бобовыми в третьем укосе и одновидовых посевов бобовых- 19,12 -20,89%.

Таблица 7

Динамика содержания основных питательных веществ в сухой массе бобово - мятликовых травосмесей, %, (соотношение компонентов 60 + 55%). 1992 - 1996 гг.

Видовой состав компонентов Протеин Жир Клетчатка БЭВ

Пм эвый укос

1бобовый + 1мятлнковый 11,48 2,46 29,0 35,86

2бо6овых + 1 мят дико вый 13,50 2,46 26,63 35,36

!бобовый+2мятлкковых 10,57 3,25 30,0 37,60

2 бобовых + 2 мятликовых 12,75 2,93 27,11 37,77

Бобовые 18,70 2,48 22,22 38,39

Мятликовые 8,45 3,73 34,10 35,35

Второй укос

(бобовый + 1мятликовый 14,30 2,84 24,46 38,81

2бобовых+ 1мятликовый 14,35 2,70 22,22 39,10

I бобовый + 2мятлкковых 12,95 3,75 27,70 36,24

2 бобовых + 2 мятликовых 15,45 3,12 22,70 36,0

Бобовые 20,70 2,45 21,20 39,02

Мятликовые 9,45 3,91 33,05 33,36

Третий укос

1бобовый + 1мятликовый 16,0 3,0 22,82 36,49

2бобовых + 1мятликовый 17,71 2,94 20,89 35,88

1бобовый + 2иятлкковых 14,79 3,62 24,50 37,16

2 бобовых + 2 мятликовых 17,32 3,03 21,14 34,55

Аминокислотный состав. При оптимальных условиях годного и иищевого режимов почвы аминокислотный состав менялся по видам растений: с 19,45 г в одновидовых посевах мятликовых, до 51,75 г в посевах люцерны с клевером. Бобово - мятликовые смеси занимали промежуточное положение и с увеличением числа бобовых компонентов содержали до 28,72 - 31,78 г незаменимых аминокислот в кг воздушно - сухой массы.

Содержание критической аминокислоты лизина в биомассе мятликовых трав составило 2,86, бобовых - 7,90, а в бобово - мятликовых смесях - 4,23 - 5,65 г/кг.

Сумма незаменимых аминокислот по всем смесям увеличивалась от первого соотношения к третьему с 24,64 до 31,71 г/кг. Самое высокое их количество отмечено в смесях, в состав которых входят два бобовых компонента - 27,58 - 31,71 г/кг.

Содержание нитратов. Важным показателем качества корма является содержание в нем нитратов. В наших опытах при сбалансированном внесении расчетных доз азотных подкормок под укосы на фоне запасного внесения фосфорных и калийных удобрений содержание нитратов в бобово - мятликовых травосмесях зависело в основном от видового состава, укоса и погодных условий в период вегетации растений. Если в 1993 г. когда выпало 116 мм осадков при большом количестве пасмурных и холодных дней, смесь люцерны с овсяницей в первом укосе накапливала 506 мг нитратов, то 1994 г. практически при полном отсутствии осадков и эффективном нарастании тепла - лишь 358 мг. Введение в эту смесь второго бобового компонента клевера лугового не изменяло накопления нитратов. Одновидовая смесь мятликовых накапливала максимальное количество нитратов 476 - 791 мг.

Протеиновая и энергетическая ценность корма. Питательная ценность травосмесей в значительной степени определяется содержанием в них бобовых компонентов. Увеличение нормы посева бобовых с 45 до 60 - 75% рекомендованной для одновидового посева повышало содержание протеина с 60 - 85 до 70-112 г, кормовых единиц - с 0,47 - 0,51 до 0,48 - 0,58 в кг сухой массы.

Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином в смесях увеличивалось с введением второго бобового компонента и повышением е биомассе доли бобовых за счет изменения нормы посева с 45 до 60 - 70% - на 8,8 - 11,0 и на 14,0 - 29,3% соответственно. В 4-х компонентных смесях из люцерны, клевера и двух мятликовых (овсяницы, ежи или костреца) на 1 кормовую единицу приходилось от 152 до 168 -188 г переваримого протеина. Минимальным этот показатель зафиксирован в 3-х компонентных смесях из люцерны и двух мятликовых - от 128 до 146 г/кг. Близкое к оптимальному соотношению протеина и обменной энергии (9,5 - 9,8 г на 1 МДж) получено в 4-х компонентных смесях с долей бобовых 60%.

Изучаемые смеси обеспечивают высокое содержание в корме кормовых единиц, переваримого протеина, обменной энергии и служат ценным энергетическим кормом для высокопродуктивных животных. Выход питательных веществ с 1га изменялся от 8,6 до 13,1 т кормовых единиц, 1,08 - 2,37 т переваримого протеина и 162 - 226 ГДж обменной энергии.

Режим орошения в технологии, энергетическая и экономическая эффективность выращивания многолетних бобово - мятликовых смесей

Основой для разработки технологии выращивания запланированных урожаев многолетних трав в смешанных агрофитоценозах явились данные наших и обобщение результатов исследований П. П Бегучева (1975), А. Ф. Иванова, М. Н. Короленко (1975), И. П. Кру-жилина (1975), В. Г. Горбункова (1979), В. Ф. Мамина (1988), Т. Н. Дроновой (1995) и др.

Отличительные особенности технологии, разработанной нами 01 раннее рекомендованных заключаются в следующем:

определены рациональные сочетания основных урожаеобра-зующих факторов для получения заданных уровней урожайности бобово - мятликовых смесей;

даны оптимальные соотношения бобовых и мятликовых компонентов в 2, 3, 4-х компонентных смесях, определяющих не только величину урожая, но и качество получаемого корма;

в качестве второго бобового компонента рекомендовал клевер лугоьой, повышающий продуктивное долголетие и питательность смесей;

предложен способ размещения семян бобовых и мятликовых компонентов в индивидуальные параллельно - чередующиеся рядки и техническое средство для его осуществления;

разработаны основные элементы технологии программированного выращивания многолетних бобово - мятликовых смесей при интенсивном многоукосном; использовании травостоев.

Выращивание бобово - мятликовых смесей отличалось стабильно высокой энергетической эффективностью. Наиболее выигрышно соотношение аккумулированной в урожае энергии к затраченной на его выращивание энергии отмечено по всем вариантам смесей на черезрядноы посеве в 4-х компонентных смесях при соотношении 60 + 55% - 4,25 - 4,75, минимальным оно было в одновидо-вых посевах мятликовых - 3,69 - 3,90.

Экономическая эффективность выращивания бобово мятликовых травосмесей на светло - каштановых почвах Волго - Донского междуречья при орошении подтверждается нашими расчетами, проведенные в сопоставимых ценах 1997 года. Рентабельность возделывания смесей изменялась ох 44% на посевах люцерны с двумя мятликовыми до 92% на лучших вариантах 4-х компонентных смесей из люцерны, клевера и двух мятликовых трав.

выводы

1. В агроклиматических условиях Волго - Донского междуречья на орошаемых землях смешанные агрофитоценозы из многолетних трав способны утилизировать от 1,5 до 3,0% ФАР, формируя за три укоса от 60 до 100 т/га зеленой массы.

2. Оптимальный водный режим почвы обеспечивается проведением 4-7 вегетационных поливов поливной нормой 650 мЗ/га. Оросительная норма изменяется от 2600 до 4550 мЗ/га. В годы с высокой естественной влагообеспеченно-стью для поддержания предполивной влажности в активном слое почвы (0,6 м) и получения запланированных урожаев требуется проведение под укос 1 - 2, в сухие годы 2-3 полива.

3. Суммарное водопотребление бобово - мятликовых травосмесей изменялось в зависимости от уровня формируемого урожая и возраста травостоя, максимально высокими показателями характеризовались наиболее продуктивные посевы второго года пользования - 6,7 против 5,7 -5,8 тыс. м3/га в первый и третий год. В структуре суммарного водопотребления доля оросительной воды по укосам колебалась от 42,4 до 69,4%, осадков - от 4,2 до 35,3% , запасов почвенной влаги - от 4,5 до 28,1%.

Максимально высокое водопотребление на посевах всех лет пользования характерно для первого укоса - 38,0 - 47,2% , доля второго и третьего укосов в суммарном водопотреблении изменяется в пределах 22,0 и 34,3%.

4. Наиболее эффективно влагу использовали посевы смесей второго года пользования, коэффициент водопотребления на них изменялся от 78 - 99 при обычном до 76 - 93 м3/т при черезрядном размещении компонентов. Посевы первого и третьего годов пользования на формирование одной тонны зеленой массы затрачивали от 84 до 117 м3 при посеве компонентов в один рядок и от 78 до104 м3 воды при посеве компонентов в индивидуальные параллельно чередующиеся рядки.

5. Лучшие условия для создания продуктивных и долговечных травостоев складывались в 4-х компонентных смесях из люцерны, клевера и двух мятликовых трав при размещении их в индивидуальные рядки. В таких травостоях интенсивность побегообразования бобовых с возрастом снижалось менее заметно и была на 17,7 - 20,0% выше, чем в 2-х компонентных смесях люцерны с одним мятликовым и на 38,7 — 42,0% выше, чем в 3-х компонентных смесях люцерны с двумя мятликовыми травами.

4-х компонентные смеси характеризовались стабильным соотношением побегов бобовых и мятликовых трав, которое на посевах второго года пользования изменялось в пределах 2,0 — 2,1 : 1, в смесях с одним мятликовым - 3,0 - 3,2 : 1, а в смесях люцерны с двумя мятликовыми - 5,0 - 5,2 : 1.

6. Максимально высокие урожаи бобовые травы в смеси с многолетними мятликовыми при соблюдении рекомендуемого режима орошения формировали на посевах второго года - 73,3 - 94,7 т/га зеленой массы, продуктивность травостоев первого и третьего года пользования составляла 0,75 - 0,80 от нее . Введение в смеси второго бобового компонента, клевера лугового, способствовало повышению урожайности на 2,2 - 4,6% , смеси из люцерны и двух мятликовых трав давали самые низкие урожаи - 54,2 - 72,5 т/га . Стабильно высокой продуктивностью с наименьшими отклонениями от запланированной урожайности отличались агрофитоценозы, состоящие из двух бобовых и двух мятликовых компонентов: люцерна с клевером, ежой и овсяницей - 222 т/га, люцерна с клевером, кострецом и ежой - 218, люцерна с клевером, кострецом и овсяницей - 214 т/га зеленой массы за три года пользования травостоем.

7. Увеличение доли бобовых при повышении нормы высева с 45 до 60% сопровождалось закономерным повышением урожая на 3,7 - 15,5%, с 60 до 75% давало недостоверную прибавку урожая. Размещение семян бобовых и мятликовых трав в отдельные рядки в сравнении с обычным посевом обеспечивало прибавку урожая в первый год на 5,6 - 10,0, во второй - 6,4 - 10,2, в третий год пользования травостоем - на 5,1 - 9,2%.

8. Соотношение бобовых и мятликовых компонентов оказывали значительное влияние на содержание протеина в смесях. Так, увеличение нормы высева бобовых трав с 45 до 60 - 75% приводило к повышению содержания протеина в двухкомпонентных смесях на 1,68 - 1,72, в трехкомпонентных - на 0,63 - 2,42 и четырехкомпонентных смесях - на 1,70 - 2,58%.

Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином в смешанных посевах из двух бобовых и двух мятликовых трав варьировала от 152 до 168 -188 г, близкое к оптимальному соотношению протеина и энергии обеспечивал посев смеси люцерны с клевером, ежой и овсяницей при увеличении доли бобовых до 60 - 75% - 9,5 -11,0 г на ШДж ОЭ.

9. Выращивание многолетних бобовых и мятликовых трав в смешанных агроценозах при интенсивном многоукосном использовании энергетически эффективно. Наиболее выигрышно соотношение аккумулированной к затраченной энергии отмечено в четырехкомпонентных смесях, состоящих из двух бобовых и двух мятликовых трав - 4,40 - 4,52 при обычном и 4,55 - 4,75 при черезрядном посевах. Коэффициент энергетической эффективности выращивания смеси люцерны с клевером составил 4,35 - 4,44, смеси костреца с ежой и овсяницей - 3,69 -3,90. Выращивание многолетних бобово - мятликовых травосмесей на орошаемых землях экономически целесообразно. Уровень рентабельности составил 66,6 - 92,0%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На основании проведенных исследований предлагается технология создания смешанных агрофитоценозов из многолетних трав, обеспечивающая получение запланированных урожаев зеленой массы на уровне 60 - 80 т/га:

Использование 4-х компонентных бобово - мятликовых смесей с участи-гм клевера лугового в рассматриваемой зоне возможно только в условиях орошения

поддержание влажности в активном слое почвы 0,6 м не ниже 70 - 75% НВ при проведении - 1 - 3 поливов под каждый укос поливной нормой 650 м3/га. Оросительная норма в зависимости от метеоусловий вегетации и возраста посевов составляет 1950 - 4550 м3/га;

посев люцерны синегибридной, клевера лугового, овсяницы луговой, ежи сборной и костреца безостого в 2-х и 4-х - компонентных смесях (1 бобовый и 1 мятликовый, 2 бобовых и 2 мятликовых компонента) при соотношении 60% бобовых и 55% мятликовых от нормы одновидового посева (люцерна - 4,8 и 2,4, клевер - 2,7, овсяница - 7,2 и 5,5, ежа - 10,4 и 8,1, кострец - 5,0 и 3,8 млн. всхожих семян на гектар);

внесение в запас на три года пользования травостоем 160 кг фосфора, 180 кг калия с дифференцированными поукосными подкормками азотом по 75 - 25 кг/га из расчета получения в первый и третий годы по 60, во второй год пользования травостоем - 80 т/га зеленой массы.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Эффективность выращивания орошаемых многолетних сложных агрофитоценозов в зоне сухих степей // Сб. научн. тр.: Орошаемое земледелие в агроландшафтах степей. - Волгоград, 1994. -С. 97 - 103 (в соавторстве).

2. Смешанные посевы многолетних трав на орошаемых землях Нижнего Поволжья // Тезисы и доклады 1 — ой межвузовской научно -практической конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области. - Волгоград, 1994. - С. 90 - 92.

3. Технология программированного выращивания люцерны и суданской травы на орошаемых землях // Практические рекомендации по повышению эффективности использования орошаемых земель в степной зоне.; М.: РАСХН, 1995. - с. 3 - 38 (в соавторстве).

4. Продуктивность бобово - злаковых смесей на орошаемых землях Нижнего Поволжья // Научная конференция профессорско - препо-довательского состава Волгоградской ГСХА. - Сборн. научн. тр. -Волгоград, 1995.

5. Кормовые достоинства многолетних бобово - злаковых смесей при многоукосном использовании Н Орошение и качество урожая. Сборн. научн. тр. - Волгоград, 1995. С. 10 - 16 (в соавторстве).

6. Формирование высокопродуктивных травостоев люцерны в смеси с многолетними злаковыми травами при орошении. И Информ. листок. - № 216 - 96. - Волгоград, 1996 (в соавторстве).

7. Бобово - мятликовые смеси на орошении. II Кормопроизводство. -1997. - № 8. - С. 17 (в соавторстве).

8. Многолетние бобово - злаковые смеси - важный резерв получения высококачественных кормов. // Сборн. научн. тр. - II - ой Межвузовской научно - практической конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области. - Волгоград, 1997. - Вып. № 6. - С. 97 -101.